Устройство для измерения угловнаклона

Устройство для измерения угловнаклона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнн

Соцмалкстическик

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()838335 (6I) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.06.79 (21) 2782045/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5I) М. Кл.з

G01 С 7/04

G 0l С 9/06

Государстоенный комитет (53) УДК 528.541 (088.8) по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.06.81. Бюллетень №22

Дата опубликования описания 25.06.81

В. М. Кацман, Г. В. Верещагин, В. А. Синиц н, Ю. С. Гринберг, С. Л. Розентулер и Л. А. Ду ина (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ НАКЛОНА

Изобретение относится к маркшейдерскому и геодезическому приборостроению, в частности к устройствам для автоматического нивелирования и записи профиля рельсового пути.

Известны устройства, в которых отсчет

S показаний маятника снимается с помощью механического сканирующего устройства, преобразующего вращательное движение мерного колеса в возвратно-поступательное движение сканатора, содержащие маятник, тр датчик счетных импульсов, электронную схему управления, счетчик импульсов, шаговый двигатель и самописец (1) и (2).

Недостатком этих устройств является наличие механического сканирующего устройства. 15

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, в котором на оси мерного колеса установлен модулирующий диск с делениями для счетных импульсов (3).

Деления нанесены непрерывно по всей окружности диска. В этом устройстве считывание показаний маятника также производится сканирующим устройством, преобразующим вращательное движение мерного колеса в возвратно-поступательное движение сканатора. Сканирующее устройство довольно сложно в изготовлении и состоит из кулачка, рабочая ветвь которого выполнена по спирали Архимеда с коррекцией за диаметр шарикоподшипника толкателя, из сканатора с площадкой для фотоприемника и осветителя, направляющей сканатора, в которой установлено 6 шарикоподшипников, и возвратной пружины. Сканирующее устройство нагружает мерное колесо и не может обеспечить большое число измерений угла наклона на определенном расстоянии.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение конструкции профилографа.

Эта цель достигается тем, что ось под% веса маятника установлена на корпусе устройства на продолжении вертикального диаметра диска, на котором выполнены две дорожки, на одной из которых равномерно нанесено четное количество растровых решеток, на другой дорожке нанесены тактовые щели по числу решеток, причем соседние расстояния между щелями отличаются

838335 друг от друга на две длины решетки, а число растровых решеток на диске выбирают из ряда 2 .

Ila фиг. 1 приведена конструкция устройства; на фиг. 2 — модулирующий диск; на фиг. 3 -- функциональная электрическая схе- 5

:»a устройства; на фиг. 4 — циклограмма работы устройства.

Мерное колесо 1 (фиг. 1) установлено в подшипниках корпуса прибора 2. С одной стороны колеса на его оси установлен стеклянный модулирующий диск 3. С другой сто- 1О роны на оси колеса установлены кулачок переклю ателей 4 знака уклона и начальной установки 5. Сами переключатели установлены на корпусе прибора. Число выступов кулачка переключения знака уклона равно чис-! 15 лу растровых решеток на диске 3. Кулачок начальной установки имеет один выступ. Маятник 6 подвешен на шарикоподшипниках на ос« 7. На маятнике 6 против растровых решеток установлен осветитель 8 и фотоприемник 9. Шторка демпфера 10 входит в за- 20 зор постоянных магнитов ll, которые установлены на корпусе. Питание осветителя 8 и передача сигнала с фотоприемника 9 на электронную схему осуществляется с помощью безмоментных проводников 12. На корпусе прибора по обе стороны диска против

25 тактовых щелей на нем по вертикальному диаметру установлены осветитель 13 и фотоприемник 14 тактовых импульсов. На диске

3 (фиг. 2) расположены растровые решетки

15 положительных уклонов, растровые ре- зо шетки 16 отрицательных уклонов, щели 17 тактовых импульсов. Растровые решетки расположены по окружности равномерно. Число положительных решеток равно числу отрицательных. Расположение тактовых щелей 17 -на диске соответствует выбранному положению осветителя 13 и фотоприемника

14 (фиг. 1). Если осветитель 13 и фотоприемник 14 будут смещены от вертикального диаметра, то щели 17 сместятся на тот же угол. В. любом случае общим для положения 4О щелей является то, что расстояние между ними по дуге окружности отличаются на две длины решетки.

Диск 3 изготавливается из оптического стекла, покрытого металлом. Растровые решетки и щели гравируются. Количество ще- 45 лей в растровой решетке зависит от длины маятника, предельного уклона и дискретности измерения угла. Количество растровых решеток на диске выбирается из следующих соображений. Чем больше растровых решеток, тем больше число измерений угла наклона на интервале пути и тем выше точность измерения за счет усреднения результатов. Однако между решетками должен быть минимальный промежуток для срабатывания переключателя 4. Так как усреднение результата измере. 1я производится в двоичном счетчике, то число растровых решеток удобнее выбирать из ряда 2 ".

Функциональная электрическая схема устройства содержит усилители-формирователи 18 — 19 импульсов, ключ 20, триггер 21 временных ворот, счетчики 22 — 23 импульсов положительного и отрицательного каналов счета, коммутатор 24 шагового двигателя, шаговый двигатель 25, записывающий барабан 26 самописца со спиральным выступом. Точечная запись профиля на ленте осуществляется на каждом метре пути с помощью падающей скобы, приводимой в действйе кулачком от мерного колеса прибора.

На фиг. 4 приведены циклограммы работы устройства для диска с 4-мя растровыми решетками. Здесь U» — импульсы на выходе усилителя-формирователя 18 при нулевом угле наклона прибора, U д — тактовые импульсы на выходе усилителя 19, 11 1 — сигнал на выходе триггера 21, П 4— состояние переключателя 4 знака уклона, где + означает, что переключатель включен на счетчик 22, а — означает, что переключатель включен на счетчик 23. При положительном угле наклона счетные импульсы сдвигаются влево (U >s), а при отрицательном вправо (U»B), В первом случае импульсы, прошедшие через ключ (Uzo) попадают в положительный счетчик 22, во втором случае (Ugog) — в, отрицательный счетчик 23.

Устройство работает следующим образом.

При прокатывании прибора по рельсу мерное колесо 1 вращается вместе с диском

3 и кулачками переключателей 4 и 5. Вращение от оси мерного колеса передается также на самописец для привода протяжки-ленты и привода кулачка падающей скобы (на фигурах не показаны). При вращении диска 3 генерируются счетные и тактовые импульсы. При нулевом уклоне пути маятник с помощью юстировочных грузов на нем устанавливается так, чтобы тактовые импульсы совпадали с началом одной растровой решетки и с концом другой (U>s, U>s на фиг. 4). Триггер 21 переключается тактовыми импульсами из положения «1» в «О» и обратно. Начальная установка триггера после включения питания производится переключателем 5, который замыкается один раз за один оборот колеса в середине между растровыми решетками. При нулевом уклоне на выходе ключа 20 импульсов не будет, шаговый двигатель будет неподвижен,. а на ленте самописца будет печататься прямая линия, параллельная краю ленты. При положительном угле наклона маятник смешается от осевой линии диска назад, при этом счетные импульсы на выходе усилителя 18 смещаются по времени относительно тактовых импульсов вперед (U isa на фиг. 4).

Часть счетных импульсов (U g проходит через ключ 20 и переключатель 4 на вход счетчика 22 импульсов 22. Импульс переполнения счетчика через коммутатор 24 поступает на шаговый двигатель 25, который

838335

Формула изобретения

72

4 авиа Z

5 поворачивает барабан 26 на один шаг по часовой стрелке. На записи печатается элементарное положительное приращение превышения. При отрицательном угле наклона прибора маятник смещается от осевой линии диска вперед, при этом счетные импульсы смещаются назад (U its) и часть нх от отрицательных решеток проходит через ключ

20 и переключатель 4 на вход счетчика 23.

Импульс переполнения счетчика 23 с помощью коммутатора 24 и шагового двигателя 25 поворачивают барабан 26 на один шаг !О против часовой -стрелки. На записи печатается элементарное отрицательное приращение превышения.

Использование устройства позволит уменьшить габариты и повысить точность. 1

1. Устройство для измерения углов наклона, содержащее корпус с мерным коле- 20 сом, иа оси которого закреплены модулирующий диск, кулачок переключателя установки триггера, маятник, на котором установлены осветитель и фотоприемник счетных им. пульсов, счетно-управляющая электронная схема, шаговый двигатель и самописец, отличающееся тем, что, с целью повышения точности н упрощения конструкции, в нем ось подвеса маятника установлена иа корпусе устройства на продолжении вертикального диаметра диска, на котором выполнены две дорожки, на одной из которых равномерно нанесено четное количество растровых решеток, на другой дорожке нанесены тактовые щели по числу решеток, причем соседние расстрояния между щелями отличаются друг от друга на две длины решетки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем. что число растровых решеток на диске выбирают из ряда 2 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ! . Авторское свидетельство СССР № 195132, кл. G 01 С 7/04, 24.02.66.

2. Авторское свидетельство СССР № 472255, кл. G 01 С 7/04, !6.07.73.

3. Авторское свидетельство СССР № 302600, кл. G 01 С 7/04, 20.10.69.

838385 иг. 5

ur8

uzr 8а

Составитель А. Шмачилин

Техред А. Бойкас Корректор Г. Решетник

Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Долинич

Заказ 4403/55